本文關(guān)鍵詞：魏晉南北朝史評與文質(zhì)論的發(fā)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】海洋上層浮游植物的生長繁殖一方面受到局地海洋環(huán)境因素的限制，另一方面也能反過來影響到上層海洋的物理環(huán)境。浮游植物影響海洋物理環(huán)境的途徑主要是調(diào)節(jié)海水溫度、改變海洋的熱動力學狀態(tài)，進而波及到海洋環(huán)流與氣候。假設(shè)某海區(qū)海洋上層浮游植物量較多，則在海洋上層被浮游植物用來進行光合作用的太陽輻射能就較多，相應(yīng)的能到達海洋深層、未被光合作用所利用的太陽輻射能就較少。因此海洋上層浮游植物的含量決定著太陽輻射能在海水中的垂向分配比例，這一比例對海洋的溫度狀況有著重大的影響。全球大洋不同區(qū)域浮游植物量差異很大，且隨著季節(jié)的推移周期性的繁殖和衰亡，近年來衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展讓人們可以從全球尺度上了解浮游植物的季節(jié)性變化，為浮游植物在海洋和氣候系統(tǒng)中的作用的研究提供了廣闊的平臺，然而前人的研究大多數(shù)集中于熱帶海區(qū)，副熱帶海區(qū)浮游植物對于海洋環(huán)流和氣候的影響鮮有涉及。本文圍繞副熱帶海區(qū)浮游植物對海洋環(huán)流與氣候的影響這一關(guān)鍵科學問題，基于海氣耦合模式FastOceanAtmosphereModel(FOAM)和Sea-viewingWideField-of-viewSensor(SeaWIFS)葉綠素濃度衛(wèi)星遙感資料，通過對兩組采用不同的短波輻射參數(shù)化方案的模擬結(jié)果進行比較，在多時間尺度上系統(tǒng)分析了北太平洋和北大西洋海洋環(huán)流與氣候變率的響應(yīng)及其影響機制。在北太平洋，研究發(fā)現(xiàn)在季節(jié)尺度上，浮游植物有效的縮小了海表面溫度年循環(huán)的振幅，夏季使海表面降溫，冬季使海表面升溫。夏季降溫效應(yīng)來自于夏季浮游植物處于衰亡期，數(shù)量較少，更多的太陽輻射能穿過混合層底，進入了季節(jié)性溫躍層，混合層增溫率降低。冬季升溫效應(yīng)來自于混合層的加深以及垂向混合作用的增強使得夏季存儲在季節(jié)性溫躍層內(nèi)的熱量重新進入混合層，混合層降溫率降低。浮游植物間接影響中緯度大氣環(huán)流，夏季海表面溫度降低，中緯度大氣下沉運動增強，對流層低層產(chǎn)生高壓脊，對流層高層產(chǎn)生低壓槽，激發(fā)斜壓的大氣響應(yīng)。冬季海表面溫度升高，中緯度大氣下沉運動減弱，對流層低層產(chǎn)生低壓槽，對流層高層產(chǎn)生高壓脊，但是冬季大氣中的渦旋混合作用增強，使得對流層高層的高壓異常消失，激發(fā)正壓的大氣響應(yīng)。浮游植物也間接影響中緯度云量，對流降雨以及風生大洋環(huán)流。夏季低云云量增多，對流降雨減少，冬季低云云量減少，對流降雨增多。在全年副熱帶大洋環(huán)流均增強。研究發(fā)現(xiàn)在年代際尺度上，浮游植物通過影響上層海洋的溫度會導致北太平洋年代際濤動(PDO)的振幅減弱，振蕩周期縮短。通過對北太平洋海表面溫度、大氣500mb位勢高度、上400m海洋熱含量以及風場的經(jīng)驗正交分解及奇異值分解發(fā)現(xiàn)，各要素年代際振蕩振幅均有一定程度的減弱。北太平洋年代際濤動周期的縮短來自于上層海洋溫度的變化導致40m深度以下海洋層結(jié)加強，斜壓羅斯貝波加速，其跨越北太平洋海盆的平均時間縮短，溫躍層調(diào)整過程加速，最終北太平洋年代際濤動周期縮短。在北大西洋，研究發(fā)現(xiàn)在季節(jié)尺度上，浮游植物有效的縮小了海表面溫度年循環(huán)的振幅，影響大氣環(huán)流及降雨。機制與北太平洋類似。在年際尺度上，北大西洋副熱帶風生環(huán)流和經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流均加強。就年平均值而言，副熱帶海表面溫度降低，副極地海表面溫度升高，降溫在副熱帶激發(fā)反氣旋式風場，風應(yīng)力旋度的變化導致副熱帶環(huán)流加強。對于北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流，一方面，浮游植物通過將混合層內(nèi)的熱量分配到季節(jié)性溫躍層，使得整個北大西洋上層海洋的溫度升高，另一方面，副極地海表面溫度升高導致蒸發(fā)增強，表層淡水通量的變化使得副極地海區(qū)的鹽度升高，在溫鹽變化的共同影響下，副極地海區(qū)海水密度增大，副熱帶海區(qū)海水密度減小，經(jīng)向密度梯度增大，北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流增強。同時，密度的變化使得副極地海區(qū)海洋層化變?nèi)酰欣诒韺雍Ｋ南鲁吝\動，進一步促進了北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的增強。研究發(fā)現(xiàn)在多年代際尺度上，，浮游植物導致北大西洋多年代際振蕩(AMO)的振幅減弱，振蕩周期縮短。通過對北大西洋海表面溫度、大氣500mb位勢高度、降雨與北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的奇異值分解發(fā)現(xiàn)，北大西洋多年代際振蕩與經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的強度有個很好的正相關(guān)關(guān)系，當經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流處于較強狀態(tài)時，灣流、亞述爾海流及北大西洋流向高緯度的熱量輸送增多，北大西洋表層溫度偏高。反之亦然。浮游植物使得上層海洋的溫度和副極地海區(qū)淡水通量的多年代際變化減弱，副極地和副熱帶海區(qū)經(jīng)向密度梯度的多年代際變化振幅減弱，振蕩周期縮短，導致北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的多年代際變化振幅減弱，振蕩周期縮短，繼而影響北大西洋多年代際振蕩。
【作者】梁曦；
【導師】吳立新；
【作者基本信息】中國海洋大學，物理海洋學，2014，博士
【關(guān)鍵詞】浮游植物；副熱帶海區(qū)；海洋環(huán)流；氣候；

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